Keski-Floridan yliopiston (UCF) tutkijat ovat luoneet kokeellisen superkondensaattoripariston, joka toimii kuin uusi jopa 30 000 latauksen jälkeen. Tämä tutkimustyö luo suuren kapasiteetin, nopeasti ladattavan akun, joka kestää 20 kertaa pidempään kuin perinteiset litium-ioni-kennot. "Voit ladata matkapuhelimesi muutamassa sekunnissa, ja tämä lataus kestää viikon puhelimen käytön ajan", sanoo UCF: n tutkija Nitin Chaudhary.
Superkondensaattorit latautuvat erittäin nopeasti, koska ne keräävät staattisesti sähköä materiaalin pintaan, eivät kemiallisten reaktioiden kautta kuten paristoissa. Tämä vaatii arkkeja "kaksiulotteisia" materiaaleja, joilla on suuret pinta-alat, jotka pystyvät pitämään suuren määrän elektroneja. Tutkimus- ja kehitystyössä grafeenia käytetään pääasiassa kaksiulotteisena materiaalina.
UCF: n tutkijoiden mukaan grafeenin integrointi muihin superkondensaattoreissa käytettyihin materiaaleihin on kuitenkin melko vaikeaa. Joten he käyttivät vain muutaman atomin paksuisia 2D-metallimateriaaleja (TMD) kääntääkseen erittäin johtavan 1D-nanojohdon, jolloin elektronit voivat nopeasti kulkea ytimestä kuoreen. Tämän avulla on mahdollista valmistaa melko yksinkertaisella tavalla nopeasti ladattava materiaali, jolla on korkea energiankulutus ja korkea tehotiheys. "Olemme kehittäneet yksinkertaisen kemiallisen synteesin prosessin, joka integroituu hyvin olemassa oleviin materiaaleihin 2D-materiaaleilla", tutkija Jung sanoo.
Kehitys on varhaisessa vaiheessa, ja siksi on liian aikaista puhua tekniikan teollisesta toteutuksesta, mutta näkymät näyttävät lupaavilta. "Suunnittelumme ylittää nykyään pienissä elektronisissa laitteissa käytettyjen materiaalien energian tiheyden, tehotiheyden ja syklisen vakauden suhteen", Chaudhary sanoi.
Jung kutsuu tätä tutkimusta konseptin kokeelliseksi testiksi, ja ryhmä on nyt patentoimassa keksintöään. Massatuotantoa perustettaessa on mahdollista käyttää uusia (räjähtämättömiä) akkuja, joilla on pitkä käyttöikä mobiililaitteissa, jotka latautuvat muutamassa sekunnissa.
Sergey Lukavsky